一文看懂电池管理系统BMS

随着新能源、可穿戴设备等的发展，BMS成为热议的话题，经久不衰，这篇文章我们就一起来学习一些关于BMS的知识。
 

什么是BMS?

BMS是对电池进行监控和管理的系统（Battery Management System），通过对电池的电压、电流、温度、剩余容量（SOC）、放电功率，报告电池劣化程度（SOH）、电池均衡管理、报警提醒等参数采集、计算进而控制电池放电过程，实现对电池的保护，提升电池综合性能的管理系统。它还根据电池的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大续航，用算法控制充电机进行最佳电流的充电，它通过通信线与其他控制单元进行通信，比如我们手机或新能源汽车的快充、电量显示等都与BMS有着密切的关系。

 

为什么要有BMS？

既然叫做电池管理系统，BMS的主要工作就是处理和车载电池有关的任务。尽管当前的电池制造工艺已经让各个电芯之间的差异化缩小，但是单节锂电池之间仍然存在者内阻、容量、电压等差异，所以在实际应用中，电池组内部各单体电池容易出现散热不均或过度充放电等现象。时间一长，这些处于不良工作状态下的电池就很可能提前损坏，电池组的整体寿命也就大大缩短。

 

不仅如此，电池处于严重过充电状态下还存在爆炸的危险，造成电池组损坏的同时还对使用者的人生安全造成威胁。因此，必须为电动汽车上的动力电池组配备一套具有针对性的电池管理系统（Battery Management System,BMS），从而对电池组进行有效的监控、保护、能量均衡和故障警报，进而提高整个动力电池组的工作效率和使用寿命。

 

动力电池和非动力电池区别？

提到电池，一般被分为动力电池和非动力电池，新能源汽车的动力来源一般主要是以动力电池为主。一般，动力电池实际上就是为交通运输工具提供动力来源的一种电源。它与普通电池的主要区别为动力电池相比于普通电池，其放电功率大。它可以在很短的时间内将电池的电放完。动力电池一般容量要小于非动力电池。

 

什么是充放电倍率？

一般电池后面的xxC它表示了电池的放电能力，C：用来表示电池充放电电流大小的比率，即倍率。充放电倍率=充放电电流/额定容量，例如1000mAh的电池，1C放电，就是1A放电，那么1个小时就可以放完，2C放电，就是2A放电，半个小时就可以放完。当然不同材质的电池，放电能力也是不一样的。
 

BMS的主要作用是什么？

BMS系统的主要工作分成两大任务——对电池的检测和保证电池安全。其中电池检测实现相对简单一些，主要是通过传感器收集电池在使用过程中的参数信息比如：温度、每一个电池单体的电压、电流，电池组的电压、电流等。这些数据在之后的电池组管理中起到至关重要的作用，可以说如果没有这些电池状态的数据作为支撑，电池的系统管理就无从谈起。

 

如果我们把对电池的检测流程，看成对电池“体检”的话，那么这种“体检”是在线的、持续的、不间断的。过程中当发现数据异常时，可及时查询对应电池状况，并挑选出有问题的电池，从而保持整组电池运行的可靠性和高效性。当电池的“体检”结束之后，会进入分析、诊断、计算的阶段，之后生成“体检报告”，这个过程可以理解为电池的状态评估。

 

一般BMS管理系统是什么样的？

在一些系统中对成本的要求比较高，比如手扶电动两轮车，在这个系统中BMS电池管理系统设计也相对简单一些，仅由一颗专用的管理芯片即可实现电池管理，当然这个管理是纯硬件的，没有加入软件，实现一些基本的功能：正常充放电、过充过放、温度保护、平衡等。

 

在复杂的管理系统中，从系统层次来进行架构管理，会引入一些控制单元（如单片机）做一些控制算法，它不仅包含硬件，还包含底层软件、应用层软件等。

 

上面我们简单对BMS一些问题进行了了解，作为一名有思想的电子工程师，学会BMS(电池管理系统)还是非常有必要的，在未来 你已来，还等什么，赶紧行动起来吧！

 

 

白纪龙老师从事电子行业已经有15个年头，到目前为止已开发过的产品超上百款，目前大部分都已经量产上市，从2018年开始花了5年的时间，潜心录制了上千集的实战级电子工程师系列课程，该课程从元器件到核心模块到完整产品

 

老白的初心是“愿天下工程师 不走弯路”

 

其中，

 

就有详细讲解BMS锂离子电磁管理系统设计的课程

 

 

在我们的BMS电池管理系统特训班中，会以TWS耳机充电仓完成整个BMS系统的设计，该TWS耳机充电仓项目，我们是从原理图设计开始，到PCB layout到制板以及最终的整个焊接调试全过程的直播演示。除此之外，我们对锂离子电池的工作机制,关键参数,形态,类型以及在不同产品中如何完成BMS锂离子电池管理系统的设计也会做详细的说明45天BMS锂离子电池管理系统设计实战特训班知识点

1. 锂离子电池的工作机制，关键参数，形态，类型 

2. 水电费单电芯-->电池模组-->电池 PACK 包核心异同 

3. 单电芯-->电池模组-->电池PACK包核心异同 

4. 电池容量以及存储能量分析 

5. 电池的充放电速率分析(如5C的放电速率) 

6. 电池的不同配置xSxP,多少串多少并实现不同电压和不通电流输出 

7. Type C接口标准以及接口电路设计 

8. 双向充放电系统设计(Strong DRP模式) 

9. 充放电管理系统电路设计 

10. 锂离子电池保护电路设计 

11. 学会BMS锂离子电池系统设计的核心设计思维 

12. IPC标准介绍 

13. DFM,DFA,DFS 等介绍 

14. 如何高校地进行PCB的布局和走线 

15. 学会手工焊接以及对应的焊接工具的使用 

16. 学会硬件的调试 

17. 初步了解多节锂离子电池的BMS系统设计 

18. 学会在不同产品中如何完成BMS锂离子电池管理系统的设计

 

以下实物均随课赠送